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《化工热力学》课程考试大纲

(Chemical Engineering Thermodynomics)

课程编号：（01011300101） 适用专业：化学工程与工艺 总学时数：40 学 分：2.5

编制单位(或执笔者)：化学工程学院（石油化工系）（化学工程与工艺教研室） 编制时间：2014年5月5日

一、考试对象

化学工程与工艺专业全日制本科学生

二、课程考试目的

《化工热力学》课程考试旨在考察学生具备热力学基本规律和有关理论知识进行热力学分析的基本能力，考察学生掌握化学工程设计和获取热力学数据的方法的能力。

三、考试内容与要求

化工热力学（1-7章） 第一章 绪论 （一）考试内容

化工热力学的任务，化工热力学内容的三要素，均相封闭系统和非均相封闭系统，热力学基本概念：强度性质和容量性质、状态函数、平衡状态与可逆过程、热力学过程与循环。

（二）考试要求

1、了解学习本课程的目的、意义、任务，化工热力学在过程设计中的应用情况。明确化工热力学的主要任务是应用经典热力学原理，推算物质的平衡性质，从而解决工程实际问题，所以物性计算是化工热力学的主要任务。

2、理解化工热力学的主要研究内容，以及本教材各章节之间的关系，热力学处理问题的方法。

3、掌握化工热力学三要素的关系，明确物性计算除了依据经典热力学原理之外，还必须依靠表达系统特征的模型，才能应用于解决化工过程中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。

第二章 流体的p-V-T关系和状态方程

（一）考试内容

流体p-V-T关系的应用，纯物质p-V图、p-T图以及图中点、线、区域的意义及其应用，临界点的数学特征；状态方程的适用范围和优缺点、精度排序，维里方程的应用，三参数对应态原理。

（二）考试要求

1、了解理想气体状态方程，气体常数的意义和单位，立方型状态方程，立方型状态方程迭代计算法，真实气体混合物p-V-T关系简便计算方法：虚拟临界参数法，混合法则。

2、理解超临界区的特性，Virial方程：压力多项式、体积多项式、两项截断式，立方型状态方程a、b的意义和维里方程B、C的意义，以偏心因子为第三参数计算压缩因子的方法，普遍化第二维里系数法和普遍化压缩因子法。

3、掌握纯物质p-V图、p-T图以及图中点、线、区域的意义，临界点意义，偏心因子的定义、物理意义和计算，立方型状态方程三个体积根的意义。

第三章 纯流体的热力学性质计算 （一）考试内容

热力学基本方程，剩余性质的定义，利用剩余性质计算焓变和熵变进而求取U、A、S，Antoine方程计算饱和蒸汽压，蒸发熵和蒸发焓的定义、计算，饱和水和水蒸汽表的使用，湿蒸汽的广度热力学性质计算，温熵图中图线的意义和使用。

（二）考试要求

1、了解状态函数间的数学关系式、Maxwell关系式，dS方程、dH方程、dU方程。 2、理解单相流体系统基本方程，剩余焓、剩余熵的基本计算式，纯物质逸度计算方法，单组分系统气液平衡两相混合物热力学性质计算方法，T-S图意义和应用。

3、掌握剩余性质的定义，用剩余焓和剩余熵计算H和S的方法、标准态的选取，纯物质逸度、逸度系数完整定义及物理意义，干度的意义，用T-S图数据计算过程热和功以及热力学性质的变化值，水蒸汽表中各栏目意义和关系，水蒸汽表使用方法。

第四章 溶液热力学性质的计算 （一）考试内容

化学位的注意事项，偏摩尔性质的定义式、物理意义、特点，偏摩尔性质与溶液性质的关系，偏摩尔性质的计算；Gibbs-Duhem方程的形式及其应用，混合变量的计算；纯物质逸度和逸度系数的完整定义、物理意义、计算式，混合物的逸度和逸度系数的定义和计算，溶液中组分i的逸度及其逸度系数的定义和计算；理想溶液的定义与标准态的选取，理想溶液的特征及其关系式、用途，活度和活度系数的定义、计算，正偏差、负偏差的意义；超额性

质的定义，超额Gibbs自由能与活度系数的关系，活度系数模型的应用。

（二）考试要求

1、了解单相流体系统组成变化时热力学性质间关系式，化学位定义是各种形式，Gibbs-Duhem方程的常用形式及用途，温度和压力对逸度的影响，研究理想溶液的目的，液体的逸度计算。

2、理解Mi的计算法：解析法和作图法，Gibbs-Duhem方程的形式及其应用，混合变量的计算，活度系数模型的类型和应用。

3、掌握偏摩尔性质的定义和物理意义，Mi与M的关系式，混合物的组分逸度及逸度系数的定义和计算式，混合物的逸度与组分逸度的计算式，理想溶液的定义与标准态的选取，理想溶液的特征及其关系式、用途，活度和活度系数的定义、计算，超额性质的定义，超额Gibbs自由能与活度系数的关系。

第五章 相平衡 （一）考试内容

相平衡基础和判据，相律的应用；活度系数法和状态方程法计算汽液平衡的计算通式，完全理想系和半理想系统汽液平衡计算式；二元系统的p-x(y)/T-x(y)的相图，正偏差系统和负偏差系统；低压下泡、露点计算，烃类系统的K值法和闪蒸计算；汽液平衡数据的热力学一致性检验。

（二）考试要求

1、了解相律及其应用，热力学一致性检验的的基本方程Gibbs-Duhem方程及其扩展形式，汽液平衡两种常用的处理方法：活度系数法和状态方程法。

2、理解多相多组分体系相平衡判据及其最常用形式，完全互溶二元体系的汽液平衡相图，工程上常见汽液平衡问题的五种类型：泡点温度、泡点压力、露点温度、露点压力、闪蒸计算。

3、掌握常压或低压下汽液平衡计算方法：完全理想系统和半理想系统汽液平衡计算法。 第六章 化工过程能量分析 （一）考试内容

稳流系统的热力学第一定律的表达式及其简化和应用；热力学第二定律的表述，熵增原理与熵产生，熵流和熵产生，熵平衡方程式；理想功、损失功和热力学效率的定义和计算；能量的级别与有效能的计算，热力学分析的三种方法应用，典型化工单元过程的热力学分析，合理用能的基本原则。

（二）考试要求